SU1126907A1

SU1126907A1 - Low-frequency magnetic field gradient meter

Info

Publication number: SU1126907A1
Application number: SU833573868A
Authority: SU
Inventors: Александр Алексеевич Жаров; Владимир Леонидович Иванов; Евгений Германович Пащенко; Виктор Васильевич Тихонов
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1984-11-30

Abstract

ГРАДИЕНТОМЕТР НИЗКОЧАСТОТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащий два встречно включенных магнитоизмерительных преобразовател , подключенных к входу усилител , регистрирующие приборы, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, в иего дополнительно введены генератор, первый и второй буферные каскады, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, причем один из магнитоизмерительных преобразователей содержит модул тор магнитного потока, подключенный к генератору, причем выход усилител через первый и второй бУ7 ферные каскады подключен к входам фильтра нижних частот и полосового фильтра, настроенного на частоту (Л генератора.. СA LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELD GRADIENTOMETER containing two counter-connected magnetic measuring transducers connected to the amplifier input, recording devices, characterized in that, in order to extend the functionality, the generator, the first and second buffer stages, the low-pass filter, the band-pass filter, moreover, one of the magnetic converters contains a magnetic flux modulator connected to the generator, the amplifier output being through the first and second BU7 ernye cascades connected to the inputs of lowpass filter and a bandpass filter tuned to the frequency (L oscillator C ..

Description

/UJ.A/UJ.A

1I 1I

Изобретение относитс к махнитньй измерени м и может быть использовано дл измерени пространственных производных и напр женностей слабых низкочастотных магнитных полей,The invention relates to mechanical measurements and can be used to measure the spatial derivatives and strengths of weak low frequency magnetic fields.

Известны устройства дл измерени напр женностей магнитных полей магнитометры ) и их пространственных производных (градиентометры), реагируюцще на магнитный поток и содержащие в качестве магнитоизмерительных преобразователей индукционнь е катушки с ферромагнитными сердечниками,, магнитомодул ционные датчики (феррозоидгз ) , сверхпровод щие квантовые интерферометры с приемными контурами ij ,Devices are known for measuring the magnetic field strengths of magnetometers and their spatial derivatives (gradiometers), reacting to magnetic flux and containing as magnetic transducers inductive coils with ferromagnetic cores, magnetically modulated sensors (ferrosoids), superconducting quantum interferometers, and you can use. ij,

Однако функциональные возможности данных устройств в отдельности ограничены .However, the functionality of these devices separately is limited.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс датчик градиента низкочастотного магнитного пол , содержащий две встречно включенные индукционные катушки, подсоединенные к входу ма .лошум щего усилител , и регистратор . 2 .The closest in technical essence to the present invention is a low-frequency magnetic field gradient sensor containing two counter-connected induction coils connected to the input of a low-noise amplifier, and a recorder. 2

Чедостатком указанного датчика вл етс невозможность одновременного измерени градиента и напр г .нности магнитного пол .The core of this sensor is the impossibility of simultaneously measuring the gradient and for example the magnetic field.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей - измерение напр женности магнитного пол одновременно с его градиентом.The purpose of the invention is to expand the functionality of the measurement of the magnetic field intensity simultaneously with its gradient.

Поставленна цель достигаетс тек что в градиентометр низкочастотного магнитного пол , содержащий два встречно включенных магнитоизмери тельнык преобразовател , подключенных к входу усилител , регистрирующие приборы, дополнительно введены генератор, первый и второй буферные каскады, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, причем один из магнитоизмерительных преобразователей содержит модул тор магнитного потока, подключенньй к генератору, причем выход усилител через первый и второй буферные каскады подключен к входам фильтра нижних частот и полосового фильтра, настроеш-гого на частоту генератора оThe goal is achieved in a low-frequency magnetic field gradiometer containing two oppositely connected magnetic sensors connected to the amplifier input, recording devices, a generator, a first and second buffer stages, a low-pass filter, a band-pass filter, and one of the magnetic measuring converters contains a magnetic flux modulator connected to the generator, the amplifier output being connected through the first and second buffer stages to the filter inputs frequency and bandpass filter, tuned to the frequency of the generator

На чертеже представлена Фзнкциомальна схема устройства.The drawing shows the Fzntsiomalnaya device diagram.

Устройство содержит магнитоизмерительнь е преобразователи J к 2.,The device contains magnetic measuring converters J to 2.,

07 I.07 I.

подключенные к входу усилител 3, Выход усител через первый и второй буферные каскады 4 и 5 подключен к фильтру 6 нилших чзстот и полосово№/ фильтру 7. Один кз магнитоизмерительньж преобразователей содержит модул тор 8 магнитного потока, соединенный с генератором 9. Выходы , фнльтра 6 нюкких частот и полосового фильтра 7 соединены с регистрирующими приборами i О и I Кconnected to the input of the amplifier 3, the output of the amplifier through the first and second buffer stages 4 and 5 is connected to a filter 6 which is low and a bandwidth / filter 7. One short-circuit magnetic measurement of converters contains a magnetic flux modulator 8 connected to a generator 9. Outputs, fnltra 6 nyukkih frequencies and band-pass filter 7 are connected with recording devices i O and I K

Устройство работает следуюгцим образом .The device works in the following way.

Измер емое внешнее магнитное поле с напр женностью Н воздействует на магнитоизмерительные преобразователи I и 2, Магнитный поток в магнитоизмерктельном преобразователе 1 посто неи по амплитуде. В другом преобразователе магнитный поток про-модулирован ПС амплитуде модул тором Б с частотойа),„генератора 9. Сигналы на выходах магнитоизмерительных преобразователей 1 и 2 равны,соответственно ид() . К,,; Ug Н-К;,.хThe measured external magnetic field with the intensity H acts on the magnetic measuring transducers I and 2. The magnetic flux in the magnetic measuring converter 1 is constant in amplitude. In another converter, the magnetic flux is modulated by the PS amplitude by modulator B with frequency), „generator 9. The signals at the outputs of magnetic measuring converters 1 and 2 are equal, respectively, id (). TO,,; Ug NK;,. X

(+ т cos ) , где U Н - приращение напр женности(+ t cos), where U Н - increment of tension

магнитного пол ; И1 - коэффициент глубины мо . дул дии;magnetic field; I1 is the depth factor mo. dul diya;

Kg - коэффициент преобразовани преобразовател . Так как магнитоизмерительные преобрггзователи вклочены встречно, то на вход усилител 3 поступает разностный сигналKg is the conversion factor of the converter. Since the magnetic measuring converters are switched in opposite, a difference signal is fed to the input of amplifier 3

Un U,; ИКдП1 -ДН-Кд.Un U; IKDP1-DN-Cd.

Таким образом, сигнал на выходе усилител 3 содержит низкочастотнуюThus, the signal at the output of amplifier 3 contains a low-frequency

составл ющую, пропорд1- ональнуюcomponent propordial

градиенту дН, и составл ющую на частоте модул ции й, , пропорциональную капр жекности магнитно пол Н. , Если модул ци нелинейна отаосительно Н, то в спектре будут составл ющие, .пропорциональные .Н на частотах, кратных |.Ьл С выхода усилител 3 сигнал через буферные каскады 4 и 5 поступает на фильтрыthe gradient dN, and the component at the frequency of the modulation d, proportional to the magnitude of the magnetic field H. If the modulation is nonlinear with respect to H, then the spectrum will contain components that are proportional to .H at frequencies that are multiples of |. the signal through buffer stages 4 and 5 is fed to the filters

6 I-I 7, с вьпсода которых людаетс на регис рнрующие приборы О к М « Буферные каскады служат дл исключени взйимовли ни фильтров. Ф1-1льтр б низкиих частот зьдел ет составл юЩю сигнала, пропорциоггальную градие )ту5 а полосовой фильтр 7 - составл ющую , пропордио-чальЕгую капр жевности магнитного пол . 3 Таким образом , предлагаемый градиентометр обеспечивает одно временное измерение HanpHmeHHoc11269074 ти и градиента посто нных и низкочастотных магнитных по лей .6 I-I 7, from which they are sent to recording devices O to M "Buffer cascades serve to exclude the use of filters. F1-1l b low frequencies make up the component of the signal, proportional to the gradient) volume5 and the band-pass filter 7 is the component that is proportional to the intensity of the magnetic field. 3 Thus, the proposed gradiometer provides one-time measurement of the HanpHmeHHoc11269074 type and the gradient of dc and low-frequency magnetic fields.

Claims

LOW FREQUENCY GRADIENTOMETER-

MAGNETIC FIELD containing two counterclockwise magnetic transducers connected to the input of the amplifier, recording devices, characterized in that, in order to expand the functionality, an additional generator, the first and second buffer stages, a low-pass filter, a band-pass filter, moreover, one of the magnetic transducers contains a magnetic flux modulator connected to the generator, and the output of the amplifier through the first and second buffer cascades is connected to the inputs Filtering lowpass and bandpass filter tuned to the oscillator frequency ..

1 ί 126907 3.